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96SEO 2026-02-19 23:55 12
氧气退火和自对准台面终端使β-Ga2O3二极管进一步走向商业化。
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氧气退火和自对准台面终端使β-Ga2O3二极管进一步走向商业化。
虽然β-Ga2O3电力电子技术已经取得了长足的进步但仍然存在挑战包括建立高良率工艺以生产具有足够击穿电压的大面积器件。
中国科技大学和河北半导体研究所的研究人员在这一特定领域取得了最新重大进展。
该团队已经证明通过β-Ga2O3的HVPE生产的样品的氧气退火降低了这些薄膜的表面粗糙度和位错密度从而提高了肖特基势垒二极管的击穿电压。
据团队发言人吴飞鸿介绍该团队的另一个突破是使用台面终端与氧气退火一起用于制造3毫米乘3毫米的器件。
这些肖特基势垒二极管能够阻挡700多伏的电压在2伏的正向偏压下提供8.7安的电流。
β-Ga2O3的外延生长有多种技术包括HVPE、MOCVD和MBE。
其中MOCVD可产生优异的迁移率而HVPE则以厚膜的快速生长和相对较低的设备成本而闻名。
Technology出售的商用β-Ga2O3样品是通过HVPE生产的。
“因此可以承认HVPE目前具有一定的优势”吴飞鸿说。
“然而由于商业上可行的β-Ga2O3样品仍在开发中因此确定哪种方法更优越还为时过早。
Technology的外延晶片制造了一系列尺寸未公开的器件但明显小于3毫米乘3毫米该外延晶片具有10微米厚的轻硅掺杂漂移层该漂移层通过HVPE沉积在载流子浓度为5
肖特基势垒二极管的制造首先进行化学清洗然后在200°C、400°C、600°C或800°C下进行30分钟的热退火。
为了消除退火导致的欧姆接触电阻增加该团队在添加触点之前转向电感耦合等离子体蚀刻然后用电感耦合等离子体蚀刻定义台面见图。
根据原子力显微镜退火降低了均方根粗糙度对于2μm乘2μm的扫描区域从0.435nm降至0.245nm。
V的正向偏压下该团队二极管的电流密度随着退火温度的升高而降低这是由于载流子浓度的降低。
肖特基势垒高度在600°C退火时达到1.16
eV的峰值击穿电压在400°C时达到峰值。
吴和他的同事们还考虑了功率品质因数在400°C时达到173
蚀刻用于产生台面结构导致所有退火温度下的阻断电压增加并且归因于对表面缺陷的更广泛的修复。
该团队将3毫米乘3毫米的二极管封装在TO-254外壳中使用并行密封和焊接工艺在氮气环境中保护该器件。
对该器件进行基准测试表明其功率品质因数为45兆瓦厘米-2处于报告工作的最前沿。
吴说许多用于基准测试的设备与它们的二极管不同它们采用了复杂的终端结构。
“虽然有一些面积相似、结构简单的设备但它们的性能与我们的设备不符。
”
“此外我们的目标是研究氧气退火对台面终端的影响”吴说。
“例如我们试图理解为什么当热氧化与台面终端相结合时器件的击穿电压会显著增加。
”
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